توسعه جعبه ابزار محاسباتی OptDEA برای مهندسی متابولیک سیستم های تولیدی میکروبی در کامپیوتر

توسعه فناوری های پرظرفیت بیولوژیکی برای تولید داده های انبوه امیک در کنار پیشرفت های حاصل در بیولوژی محاسباتی امکان به کارگیری روش های الگوریتمی در تحلیل و بهینه سازی سیستم های زیستی را فراهم کرده است. در این مطالعه با بهره گیری از رویکرد های بیولوژی سیستمی، جعبه ابزار محاسباتی OptDEA برای بهینه سازی متابولیسم میکروبی توسعه داده می شود. الگوریتم حاصل برای بهینه سازی تولید میکروبی سوکسینیک اسید در E. coli به کار گرفته می شود. نتایج حاصل نشان می دهد الگوریتم می تواند پیامد های دستکاری مسیر های متابولیکی از طریق حذف ژن را پیشبینی کند. به علاوه الگوریتم حاصل می تواند اثرات هم- افزای حذف هم زمان چند ژن (واکنش) بر اصلاح رفتار متابولیکی مورد نظر را که به لحاظ شهودی قابل شناسایی نیست پیشبینی نماید. با توجه به توانایی OptDEA در پیشبینی استراتژی های معتبر مهندسی متابولیک، این سیستم می تواند در هدایت آزمایش های بهبود سویه های صنعتی جهت طراحی موثر و سریع ارگانیسم های پربازده و پایدار به کار گرفته شود. به علاوه توانایی OptDEA در به کارگیری توابع هدف غیر خطی امکان بهینه سازی پارامتر های اقتصادی مهم فرایند های تخمیری نظیر بهره وری تولید را فراهم می کند.